基于精细积分法的大型空间挠性结构的振动控制研究

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1、犬裡－大＇繁ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹｆｉＳＳ士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于精细积分法的大型空间烧性结构的振动控制研究、／计算力学学科专丨丨作者姓名ＪＳＩＪＫ指导教师—一２０１５６答辩日期＾＾硕士学位论文基于精细积分法的大型空间接性结构的振动控制研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｆＬａｒｅＳａｃｅＦｌｅｘｉｂｌｅｇｐＳｔｒｕｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎＰｒｅｃｉｓｅＩｎｔｅｒａｔｉｏｎ

2、Ｍｅｔｈｏｄｇ：张讳贝作者姓名学科、专业：计算力学学号：２１２０３０７５：蔡志勤指导教师２０１５年４月１１日完成日期：大違理工丈營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的

3、说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：秦？絲诚私令沐说＾０！＾％：曰期：年＃月作者签名ｉＬ＾曰—＿大连理工大学硕士学位论文摘要空间衍架结构和板结构是航天工程中重要的结构形式，以其结构简单、可折叠展开的优势得到了越来越多的关注，这种结构在。然而由于自身结构大尺寸、弱阻尼的特性受到撞击后将不可避免的产生长时间、大幅度的振动，这对结构的正常工作是极为不利的，因此需要引入控制技术来抑制这种振动。本文釆用精细积分法求解动力学微分方程的时域解，因此仿真计算的求解精度和速，结合分散控制理论，改进

4、了ＬＱ（Ｌｅａｒ度很高ｉｎ；以离散后的代数递推方程为基础ｕ一Ｑａｄｒａｔｉｃ）最优线性控制力的求解方法；同时在离散后的代数的基础上，提出了种新—特征值控制法的控制方法，并论证了其与Ｌ优控制法之间的关系Ｑ最；最后针对实际空间晓性结构分别施加两种控制方法，对其控制效果进行了对比研究。本文围绕挠性空间结构的振动控制问题展开研究，主要工作包括：（１）选取常见的Ｔ字形析架结构和板结构作为研究对象，首先应用有限单元法建立简化的数学模型，进而建立动力学模型。２一一（）在结构的某结点施加个瞬态冲击力，采用精细积分法求解动力学模型的，并得到其离散时

5、间模型位移响应及系统总能量的变化曲线。（３）改进了传统ＬＱ最优控制力的求解方法：考虑到模型的维数很大，引入分散，将模型分为若干子块再进行结点控制力的求解，控制理论；结合极点配置方法根据离散处理后的代数递推方程求解ＬＱ最优控制力。一（４）种新的控制方法—特征值控制法提出了：该方法也是针对经过离散处理后的代数方程进行控制力求解。其控制效果等同于ＬＱ最优控制法中，要求每步的位移和速度响应最小。进而从理论和数值仿真两个方面证明了两种方法的关系。这种方法不需要求解Ｒｉｃｃａｔｉ方程，因此计算效率很高。（５）分别对祐架结构和板结构施加上述两种控制

6、方法，对比控制效果。为减少安装在结构上的作动器数目，采用遗传算法对作动器的数目和安装位置进行了优化。一个综合性的课题一关于晓性结构振动控制的研究是，许多方面还需要进行进步深入的探讨。因此在论文的最后，对本文的研究工作和成果进行了全面总结，对未来的研究问题进行了展望。关键词：振动控制；分散控制；ＬＱ最优控制细积分法；特征值控制法；精－－Ｉ基于精细积分法的大型空间烧性结构的振动控制研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｆＬａｒｅＳａｃｅＦｌｅｘｉｂｌｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｇｐＰ

7、ｒｅｃｉｓｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＡｂｓｔｒａｃｔＳｐａｃｅｔｒｕｓｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｌａｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｒｅｉｍｏｒｔａｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｍｓｉｎｓａｃｅｅｎｉｎｅｅｒｉｎ．ｐｐｐｇｇＴｈｅｙｈａｖｅｒｅｃｅｉｖｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｉｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｉｍｌｉｃｉｔａｎｄｔｈｅａｂｉｌｉｔｏｆｆｏｌｄｉｎｐｙｙｇａｎｄｄｅｐｌｏｙｉｎｇ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｉｒｄｒａｗｂａｃｋｓａｒｅａｌｓｏｏｂｖｉｏ